不同粒径风化砂改良膨胀土的特性试验

土的粒径对土的压实性、强度以及胀缩特性有一定的影响。为研究不同粒径的风化砂对膨胀土特性的影响及其影响规律,本文结合宜昌市风化砂改良膨胀土特性试验研究,对粒径(d)为0.5mm、0.5mm≤d1mm及1mm≤d2mm的风化砂改良膨胀土进行了无荷膨胀率、收缩、直剪和击实试验,得到不同粒径、不同掺砂比例改良膨胀土的击实、强度和胀缩指标。试验结果表明,掺入风化砂能够有效抑制膨胀土的胀缩特性,改善压实特性,提高膨胀土的强度;掺砂之后,膨胀土的最佳含水率、无荷膨胀率、线缩率、体缩率及收缩系数均降低,最大干密度、内摩擦角、缩限均增大。同一掺砂比例下,随着粒径的增大,膨胀土的无荷膨胀率、线缩率和体缩率均减小;内摩擦角、黏聚力、最大干密度及缩限均增大。同一粒径下,随着掺砂比例的增大,膨胀土的最佳含水率、无荷膨胀率、线缩率和体缩率均降低;缩限和内摩擦角均增大;黏聚力随着掺砂比例的增大先增大后减小。当粒径为1mm≤d2mm和0.5mm≤d1mm时,掺砂20%时黏聚力达到最大值;当粒径为0.5mm时,掺砂10%时黏聚力达到最大值。最大干密度的变化趋势随着风化砂粒径的改变而改变,当粒径为1mm≤d2mm时,最大干密度随着掺砂比例的增加而增大;当粒径为0.5mm≤d1mm时,最大干密度随着掺砂比例的增大先增大后逐渐减小,掺砂30%时,最大干密度达到最大值;当粒径为0.5mm时,最大干密度随着掺砂比例的增大先增大后减小,掺砂20%时,最大干密度达到最大值。     

筛分强度对桂东北喀斯特典型人工林土壤团聚体的稳定性影响

为了研究桂东北地区的典型人工林覆盖土壤团聚体在不同筛分强度作用下的结构稳定性,采用AS200筛仪机械筛分的方法,分析4种喀斯特典型植被(毛竹林、杉木林、桉树林、马尾松林)土壤的团聚体颗粒在1.5mm、2.5mm振幅筛分强度的分级特征。通过对平均质量直径(MWD)、不同筛分强度下土壤团聚体颗粒分级特征及其有机碳分布进行分析,结果显示,桉树林和杉木林土壤MWD无显著差异,但均显著大于马尾松林和毛竹林的。在0.5~1mm、0.25~0.5mm和0.25mm粒径范围内,桉树林、马尾松林土壤1.5mm与2.5mm振幅筛分团聚体含量之差为负值,杉木林、毛竹林土壤团聚体含量之差为正值。桉树林、马尾松林和杉木林土壤有机碳含量随团聚体减小而增大。从团聚体聚合角度来看,毛竹林土壤结构机械稳定性最强,马尾松林土壤结构稳定性最差。不同桂东北喀斯特地区典型人工林土壤团聚体颗粒分级差异较大,且筛分强度直接影响团聚体分级结果。     

中国南北过渡带土壤差异化试验研究

通过对中国南北过渡带的山地土壤开展液塑限试验和室内直剪试验,分析了过渡带山地土壤液塑限及抗剪强度的变化规律.试验结果表明:(1)沿过渡带两侧从北到南,山地土壤液限、液性指数和塑性指数逐渐减小,塑限逐渐增加,土体从可塑状态向坚硬状态转化;(2)沿过渡带两侧从北到南,山地土壤抗剪强度逐渐减小,随着土样含水率的增大,A、B、C 3类土试样的抗剪强度差异逐渐增大;(3)沿过渡带两侧从北到南,山地土壤粘聚力逐渐减小,随着土试样含水率的增大,A、B、C 3类土试样的粘聚力逐渐减小;(4)随着土试样含水率的增大,除C类土试样的内摩擦角逐渐减小外,A、B类土试样的内摩擦角基本不变.     

F1离子固化剂加固黄土强度及微观结构试验研究

为研究F1离子固化剂加固黄土的物理力学特性,开展了CBR试验、无侧限抗压强度试验和三轴不固结不排水试验,并基于SEM、NMR和XRD测试结果,对F1加固黄土的力学特性和微观孔隙结构进行研究.试验结果表明:F1固化剂可通过阳离子交换、破坏双电层结构和磺化油的疏水作用,减小土体塑限,增大液限、塑性指数和最大干密度,改善水敏性和击实特性;F1可显著增大土体CBR值、无侧限抗压强度和抗剪强度参数,0.3L/m3是其加固黄土的最佳掺量;F1改变了粒间孔隙结构和接触形式,促进土颗粒间聚集和凝结,将微观孔隙分布分维数由1.244减小为1.076,大幅减小了土体孔隙总面积和总孔隙数.在压实作用下,F1固化黄土可形成排列更加紧密、团聚体更大和以面-面接触为主的层状堆叠结构,增大了土体的密实度和承载力.     

不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粉质黏土的密度变化率更大;当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粉质黏土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;污染前后粉质黏土的压缩系数及其相对变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;粉质黏土的黏聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,细砂相较粉质黏土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。     

农药氯氰菊酯对土体基本性质影响的室内试验研究

为了研究有机氯农药对土体基本性质的影响,配制了不同浓度的氯氰菊酯农药污染土试样.对不同龄期的污染土样分别进行了颗粒分析、液塑限、p H值、电阻率测试、扫描电镜(SEM)等试验.结果显示,农药污染土的黏粒组分随农药掺量增加而增大;液限和塑限随污染物浓度增加而增大,塑性指数随浓度增加呈先增大后稳定的趋势;不同龄期试样的p H值随污染物浓度的增加而减小,变化幅度相似;同一龄期污染土的电阻率随农药掺量的增加而减小,在28 d龄期时电阻率最大;SEM试验发现,试样在1~56 d龄期时,孔隙先增大后减小,在28 d龄期时孔隙最大.同时分析了产生这些变化的原因,为有机污染物污染土体的原位测试研究提供了基础.     

柴油污染改良土的击实特性及微观机理

为研究柴油污染对水泥改良后花岗岩残积土压实特性的影响,通过室内击实试验,以柴油和水为介质,得到了单一水介质和油水混合介质时土样的击实曲线.发现污染土样的最优含水率呈下降趋势,而最大干密度却呈一定幅度的上升趋势.同时通过液限和塑限联合测定法得到土样的稠度界限,发现其塑限变化趋势与最优含水率相似,即土样的液限、塑限以及塑性指数都是先增大再减小,并且在含油率为6%时达到峰值.最后通过SEM扫描电子显微镜进行观察,分析并得到柴油污染改良土击实特性微观结构.微观视角下,水泥和柴油会发生物理胶结作用,填充了土颗粒之间的孔隙,导致单位体积下土样的孔隙率减小,从而密度增大.     

云南红土室内滑坡模型相似材料的特性研究

针对云南典型红土,考虑掺合红土含量和养护时间的影响,通过比重、颗粒分析、直剪、压缩等试验,研究了掺合红土的物理和力学特性。试验结果表明:红土中掺入仿瓷粉、砂后,比重降低;随掺入含量的增大,红土颗粒中砂粒的含量逐渐增大,黏粒含量逐渐降低;红土中掺入还原铁粉后,比重显著增大,随掺入含量的增大,红土颗粒中砂粒的含量逐渐增大,黏粒含量逐渐降低。随掺入仿瓷粉含量的增加,养护时间的延长,总体上,红土的抗剪强度呈减小趋势,压缩系数呈增大趋势;随掺砂含量的增加,红土的抗剪强度呈增大趋势,压缩系数呈降低趋势,且变化存在一个合理的掺砂含量,尤其掺砂含量在10%～20%时,抗剪强度出现峰值,压缩系数出现谷值,养护时间对掺砂红土影响不明显。随掺入还原铁粉含量的增加,红土的抗剪强度逐渐增大、压缩系数逐渐减小,随养护时间的延长,其抗剪强度呈减小趋势,压缩系数没有明显的变化规律。     

高应力条件下南京砂破碎特性的试验

对南京砂进行了不同终止压力下的侧限压缩试验,研究其高应力下的破碎特性.对试验前后的试样进行颗粒分析,并运用修正后的Hardin模型对其破碎进行了度量,分析了试样的粒径及级配与破碎率之间的关系.结果表明:当应力从20MPa增加到120MPa时,不同粒径土样发生了不同程度的破碎;粒径为0.5～1mm的颗粒在相同的应力下相对破碎Br明显小于粒径为2～5mm的颗粒;2种不同级配的颗粒,级配良好的试样在应力为120MPa时Br为16%,而级配不良的试样在相同应力下Br为26%.因此,颗粒破碎程度随所受压力和颗粒粒径增加而增大,且颗粒级配越差颗粒破碎率越高.     

废弃橡胶轮胎颗粒混合土路用性能研究

以废弃橡胶轮胎颗粒作为改良材料,进行室内膨胀土改良试验,分析在不同橡胶颗粒掺入量下混合土的力学性能.结果表明,随着掺胶率的上升,液限和塑性指数先增大后减小,塑限基本保持不变;橡胶混合土的击实曲线较素土平缓,可以在保证压实度的基础上放宽含水率的限制,且最优含水率和素土基本相同;根据无侧限抗压强度试验和直剪试验结果,橡胶颗粒的最佳掺量为20%;橡胶作为路基填料时,其最佳掺量不应超过15%;通过扫描电镜试验,随着橡胶颗粒含量增加,橡胶颗粒和土的黏结程度逐渐加强,在15%至20%之间黏结程度最好.     

湿颗粒的振动流化特性实验研究

在床体尺寸为140 mm×70 mm×600 mm的振动流化床中开展了湿颗粒振动流化特性实验,研究了振动强度Γ(0~1.2)、含液量W(0~6.8%)、粒径dp(1.0~2.6 mm)对D类湿颗粒振动流化特性(流型、床层压降、最小流化速度)规律的影响.结果表明:湿颗粒振动流化床可以显著改善床层内的沟流现象,使流化更稳定.降速过程中,固定床阶段湿颗粒振动床床层压降ΔP明显大于湿颗粒普通流化床压降,而在第2流化阶段两者压降相近;同时,湿颗粒振动流化床压降随含液量的增加先降低后增加.在湿颗粒振动床中,随着振动强度的增大,最小流化速度减小;随着含液量上升,最小流化速度先增加后下降;随着颗粒粒径的增大,最小流化速度增加.最后得出了D类湿颗粒振动流化床最小流化速度的计算关联式.     

石灰岩吸附痕量钼的试验研究

从钼酸铵示踪剂的吸附与解吸对岩溶区示踪曲线的影响出发,进行了不同粒径石灰岩颗粒对痕量钼酸铵吸附特性的试验研究.结果表明:在痕量钼酸铵浓度下,石灰岩吸附痕量钼服从非线性规律,且可用Freundlich等温吸附方程描述;粒径小于2.0mm时,非线性指数n值变化甚微,但粒径大于2.0mm时,n值明显减小,粒径2.0mm是n值明显变化的分界点.反映吸附能力强弱的吸附参数K值随粒径的增大而减小,当粒径大于2.0mm时,吸附能力明显减小,而粒径小于0.5mm时,吸附能力则明显增大.     

机油污染膨胀土基本工程特性的室内试验

在室内人工制备了4种不同机油含量的污染膨胀土,对其液限、塑限、膨胀特性、抗剪强度等基本物理性质进行了试验研究。结果表明:适量的机油会增加膨胀土的液限,但机油含量达到一定值后,土样的液限先减小,后趋于稳定值;污染膨胀土的塑限都小于原状土,且随机油含量的增加而减小,而塑限指数均大于原状土,且随机油含量变化不大;机油含量较少时,机油对膨胀土的膨胀起促进作用,膨胀土的自由膨胀率和无荷膨胀率均增加,机油含量为8%时达到峰值;随着机油含量的增加,机油对膨胀土的破坏作用加强,膨胀土的膨胀作用减小;机油对膨胀土的结构有破坏作用,机油污染导致膨胀土的黏聚力、内摩擦角及强度均会变小。     

橡胶颗粒粒径对砂土抗剪强度的影响

随着汽车工业的飞速发展,由此产生的废旧轮胎数量将会激增,废旧轮胎的处理不当会对环境产生不利影响。将废旧轮胎加工成橡胶颗粒并与砂土掺和成为混合土,与单一砂土填料比较,混合土具有自重轻、强度高的特点,可作为路基、码头、储油库等填筑工程的填料。通过直剪试验研究废旧轮胎橡胶颗粒粒径对砂土抗剪强度的影响,分析了砂土改良后的抗剪强度变化特征。试验结果表明:在10%掺量条件下,2~4 mm粒径的废旧轮胎橡胶颗粒与砂土混合,可以显著提高砂土的抗剪强度;2~4 mm粒径的废旧轮胎橡胶颗粒与砂土混合,可以增大砂土的内摩擦角;然而掺入粒径小于0.5 mm的废旧轮胎橡胶颗粒,砂土的内摩擦角随掺量的增加逐渐减小。     

氯盐和硫酸盐对遗址土体颗粒级配和界限含水率影响的对比

为了探讨盐分对遗址土体颗粒级配和界限含水率的影响,通过室内试验,对洗盐后的素土分别以0(素土),0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%的梯度加入NaCl,Na_2SO_4两种可溶盐,测试特定盐分质量分数和类别的含盐土的颗粒粒径分布和界限含水率的变化.试验结果表明:盐分对遗址土体的颗粒级配有一定的影响,尤其对黏粒占比的变化影响显著,随着盐分质量分数的增大,分布在细粉粒和黏粒范围内的颗粒占比相对减小,分布在粗粉粒和砂粒范围内的颗粒占比相对增加,并且Na_2SO_4盐对土体颗粒级配的影响比NaCl盐的显著;随着盐分质量分数的增大,含盐试样的液限含水率、塑限含水率以及塑性指数均逐渐减小,试样由粉质黏土变为粉土,由于盐分的加入,盐分作为电解质对土粒产生团聚作用,黏粒被吸附,使得试样中黏粒占比相对减少.     

喀斯特石漠化地区退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响

探明贵州花江—关岭喀斯特石漠化地区不同退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响,为石漠化地区不同植被恢复模式的水土保持效益评估提供科学依据。选取喀斯特石漠化地区耕地(对照)、乔木林地和花椒林地土壤为研究对象,采用湿筛法测定0～40 cm土层土壤团聚体组成,计算0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)等团聚体指标。结果表明:1)耕地转变为乔木林地和花椒林地显著增加了粗大团聚体(2 mm)含量(P0.05),显著降低了2 mm粒径团聚体含量(P0.05);2)土壤R_(0.25)、MWD和GMD值表现为乔木林地花椒林地耕地,土壤分形维数D值则相反;3)退耕后土壤团聚体稳定性的增加主要与粗大团聚体含量增加有关,2 mm和0.25 mm粒径是土壤团聚化过程中关键的临界点;4)退耕后,土壤团聚体含量和稳定性指标的变化幅度随土层深度的增加而减小,表明表层土壤团聚体组成和稳定性对土地利用变化的响应更为敏感。     

疏浚淤泥脱水联合固化试验研究

为了实现疏浚淤泥的快速处治,以河道疏浚底泥为研究对象,采用先排水后固化的处理思路,首先在淤泥中添加絮凝剂,含水率迅速降低,在絮凝剂脱水的基础上,再加入固化剂,对固化土进行含水率、液塑限、无侧限抗压强度以及微观特性进行试验研究。结果表明:在絮凝脱水淤泥中加入水泥后含水率降低,固化龄期越长、水泥掺量越高,含水率越低;随着固化剂掺量的增加,固化土的液限逐渐降低,塑限逐渐增大,塑性指数减小,且10%水泥掺量下的淤泥固化土强度可达到136. 5 kPa和143. 4 kPa;絮凝剂对脱水的促进效果远大于其在固化时的负面效果。     

直剪条件下钙质砂强度及颗粒破碎

钙质砂的主要成分是碳酸钙,由于其特殊成因,钙质砂具有孔隙特征。为了深入研究粒径、含水率及剪切速率对钙质砂强度及颗粒破碎特性的影响,在不同粒径、含水率和剪切速率等因素下对钙质砂进行直剪试验。试验结果表明：(1)钙质砂的抗剪强度和内摩擦角与粒径之间存在正相关的关系,小粒径(<1.0 mm)情况下,粒径和竖向压力不再是影响颗粒破碎的主要因素,大粒径(>1.0 mm)情况下,颗粒破碎程度出现剧增现象,粒间咬合和约束的存在是此现象的主要原因。(2)粒间水膜和颗粒损伤的存在,导致钙质砂的内摩擦角随着含水率的升高逐渐减小,含水率和内摩擦角之间呈指数函数关系。相对破碎随着含水率的升高先减小后增大。(3)颗粒在剪切过程中存在翻滚现象,但过大的剪切速率会使得颗粒直接从中间位置剪切,钙质砂的内摩擦角随着剪切速率的增大呈现先减小再增大的现象,相对破碎则是随着剪切速率的增大呈现先减小后增大的趋势。     

砂泥岩颗粒料压缩-回弹特性试验研究

为研究砂泥岩颗粒料中泥岩颗粒粒径对其压缩及回弹特性的影响,通过向砂岩颗粒中掺入相同颗粒级配曲线泥岩颗粒方法及同粒径组按比例替换方式配制了2类8种砂泥岩混合料,选用侧限压缩固结试验得到了8种混合料e-P曲线及ε-P曲线;并计算出其压缩指标和回弹指标。试验结果表明,按不同比例掺入同一级配曲线泥岩颗粒的砂泥岩混合料,回弹指标与压缩指标随泥岩颗粒百分比增加而呈相反的变化趋势。在同一粒径组中泥岩颗粒含量为20%的砂泥岩颗粒混合料中,其回弹指标与压缩指标随泥岩颗粒替换粒径的增大而呈相反的变化趋势;而泥岩粒径在0.5~1.0 mm时混合料轴向应变比其他粒径范围内小,压缩模量随掺入泥岩颗粒的中值粒径增大而减小,回弹模量则与之相反。在控制填料压缩指标及回弹指标条件下,岸坡填筑区填料可按有效粒径值部分掺入挖方泥岩颗粒。     

细柄阿丁枫天然林与杉木人工林土壤水稳性团聚体有机碳比较

研究福建省建瓯市万木林自然保护区内,细柄阿丁枫(Altingia gracilipes)天然林及杉木(Cunning-hamia lanceolata)人工林不同土层土壤团聚体有机碳质量比与有机碳贮量的关系,探讨土地利用变化对土壤水稳性团聚体有机碳的影响.结果表明,细柄阿丁枫天然林和杉木人工林都是以大团聚体(>0.25 mm)为主,占了干土质量的85%以上.天然林转换为人工林后,土壤团聚体的数量变化差异不明显,但各个粒径团聚体有机碳质量比明显下降,下降幅度为22.62%～51.78%,表层土壤有机碳损失更为严重.2种林分的大于2.0mm的团聚体有机碳贮量最高,0.25～0.5 mm的团聚体有机碳贮量最低,在大团聚体中呈现出随粒径增加,有机碳贮量增加的趋势.天然林转换为人工林后,土壤有机碳贮量明显下降,下降是由各粒径团聚体碳质量比减小引起的.